Bor haqida malumot

Bor haqida malumot

Bor (B, lot. Borum) – 13 guruhining kimyoviy elementi, davriy sistemaning ikkinchi davrda (davriy tizimning eskirgan qisqa shaklida III guruhning asosiy guruhiga yoki IIIA guruhiga tegishli) joylashgan, atom nomeri 5. Rangsiz, kulrang yoki qizil kristalli, amorf holida qora rangli modda. Borning 10 dan ortiq allotropik modifikatsiyalari ma'lum, ularning paydo bo'lishi va o'zaro o'tishlari, borning olingan harorat bilan bog'liqdir.

Bor
←  Kobalt | Natriy  →
Oddiy moddaning ko'rinishi To'q jigarrang yoki qora modda
Atom xossalari
Nomi, belgi, raqami ——————-→ Bor / Borum (B), 5
Atom massasi ——————-→ 10,806 m.a.b. (g/mol);
Elektron konfiguratsiyasi ——————-→  [He] 2s22p1
Atom radiusi ——————-→ 98 pm
Kimyoviy xossalari
Kovalent radius ——————-→ 82  pm
Ion radiusi ——————-→ (+3e) 23 pm;
Elektrmanfiyligi ——————-→ 2.04 (poling shkalasi bo‘yicha);
Oksidlanish darajasi ——————-→ +3; 0; -3
Ionlanish energiyasi ——————-→  800.2 kJ/mol; (8.29 eV);
Oddiy moddaning termodinamik xususiyatlari
Zichlik ( n.sh. da ) ——————-→ 2.34 g/sm3;
Erish harorati ——————-→ 20756 °C,  2348 K;
Qaynatish harorati ——————-→ 3865 °C; 4138 K;
Solishtirma erish issiqligi ——————-→ 23.60 kJ/mol;
Solishtirma buglanish issiqligi ——————-→504.5 kJ/mol;
Molyar issiqlikgi ——————-→11.09 kJ/(K∙mol);
Molyar hajmi ——————-→4.6 mol/sm3;
Oddiy moddaning kristall panjarasi
Panjara tuzilishi ——————-→ Romboedr
Panjara parametrlari ——————-→ a=10,17; α=65,18 Å
Boshqa xususiyatlar
Issiqlik o'tkazuvchanligi ——————-→ (300 K) 18,4 Vt/(m·K);
CAS raqami ——————-→7440-42-8

Ishlatilishi

Bor elementi

• Bor (tolalar shaklida) ko'plab kompozitsiyalarda mustahkamlovchi vosita bo'lib xizmat qiladi
• Bor ko'pincha elektronikada kremniyning o'tkazuvchanlik turini o'zgartirish uchun akseptor qo'shimchasi sifatida ishlatiladi.
• Bor metallurgiyada po'latlarning qattiqlashishini sezilarli darajada oshiradigan mikro qotishma elementi sifatida ishlatiladi .
• Bor, shuningdek, bor-neytron terapiyasida (xavfli o'smalar hujayralariga selektiv ta'sir o'tkazish usuli) qo'llaniladi.

Bor birikmalari

• Bor karbid gaz-dinamik podshipniklar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
• Perboratlar / peroksoboratlar (ion [B2(O2)2(OH)4]2−) [B4O12H8]−) oksidlovchi moddalar sifatida ishlatiladi. Texnik mahsulot 10,4% gacha «faol kislorod» ni o'z ichiga oladi, ularning asosida xlor bo'lmagan preparatlar (Persil, Persol va boshqalar) ishlab chiqariladi.
• Bundan tashqari, u bor-uglerod-kremniy qotishmalari super yuqori qattiqlik ega va har qanday silliqlash materiallar (olmos tashqari) o'rniga ishlatish mumkin, va qiymati va silliqlash samaradorligi insoniyatga ma'lum bo'lgan barcha abraziv materiallar ustundir.
• Bor kislotasi tibbiyot va veterinariya tibbiyotida ham qo'llaniladi.
• Borosilikat shisha-oddiy kompozitsiyaning stakanidir, unda gidroksidi tarkibiy qismlarni bor oksidi (B2O3) bilan almashtiriladi.
• Bor ftorid BF₃ normal sharoitda gazsimon moddadir, u organik sintezda katalizator sifatida, bundan tashqari, litiy-7 va geliy-4 yadrolarini hosil qilish uchun bor-10 neytronlarini ushlab turish tufayli gaz bilan to'ldirilgan issiqlik neytron detektorlaridagi ishchi tanasi sifatida ishlatiladi (ionlashtiruvchi gaz).

Borovodorodlar va bororganik birikmalar

• Borning bir qator hosilalari (borovodorodlar) samarali raketa yoqilg'isi (diboran B2H6, pentaboran, tetraboran va boshqalar) va kimyoviy ta'sirlarga va yuqori haroratga chidamli vodorod va uglerod bilan ba'zi bor polimer aralashmalarida ishlatiladi.

Borning kashf etilish tarixi va nomining kelib chiqishi

Borning bura minerali shaklidagi ko‘rinishi qadimgi sharq xalqlariga yaxshi tanish bo‘lgan. Asosan kulolchilikda, idishlarni sirlash uchun foydalanilgan tanakor moddasi (natriy tetraborat) aynan shu mineralning o‘zginasidir. Tanakorning qo‘llanishi haqidagi dastlabki qaydlar eramizdan avvalgi 300-yillarga taalluqli Xitoy qo‘lyozmalarida uchraydi. Eramizning 700-yilida arab alkimyogari Jobir ibn Xayyon bura mineralini buraq tarzida o‘z qo‘lyozmalarida eslab o‘tgan. Burani 1600-yillar atrofida Italiyada metallurglar ham ishlatgani haqida ham qaydlar bor. 1777-yilda Florensiya yaqinidagi iliq buloqlardan bor kislotasi ham aniqlangan edi. Biroq, 1800-yillargacha bor alohida element sifatida tan olinmagan va o‘rganilmagan edi.

Element sifatidagi borni ilk bora 1808-yilda farang kimyogari Gey-Lyussak va hamkasbi Jak Tenar tomonidan, bor angidridi B₂O₃ ni metall kaliy vositasida qizdirish yo‘li bilan olingan. Ulardan bir necha oy keyin, ingliz olimi Gemfri Devi ham, erigan B₂O₃ ni elektroliz qilish yo‘li bilan sof bor ajratib olishni uddalagan. Element nomi arabchadagi «buroq» so‘zidan olingan bo‘lib, u yuqorida aytilgan o‘sha bura minerali, ya'ni, natriy tetraboratni (Na₂B₄O₇·10H₂O) ni nomlash uchun ishlatilgan.

Tabiatda tarqlishi

Yer qobig‘idagi bor elementi miqdori har bir tonnaga 4 grammdan to‘g‘ri kelishi aniqlangan. Shunga qaramay, bor asosan minerallar ko‘rinishida uchraydi. Borning 100 dan ziyod o‘z minerallari mavjud bo‘lib, boshqa elementlar minerallari tarkibida bor deyarli uchramaydi. Deyarli barcha minerallarda bor kislorod bilan birikkan bo‘ladi. Sof element holatidagi bor tabiatda uchramaydi. U ko‘plab birikmalar tarkibida, lekin oz konsentratsiyalar bilan keng tarqalgan bo‘lib, asosan, boratlar va borosilikatlar ko‘rinishida mavjud bo‘ladi. Dengiz suvidagi bor miqdori 4,6 mg/l deb baholangan. Datolit (CaBSiO₄OH), danburit (CaB₂Si₂O₈) singari borosilikatlar va asharit (MgB₂(OH)), gidroboratsit (Ca, Mg)B₆O₁₁∙6H₂O eng keng tarqalgan bor minerallaridir.

Bor ajratib olish uchun iqtisodiy jihatdan maqbul minerallar esa kolemanit (Ca₂B₆O₁₁·5H₂O), kernit (Na₂B₄O₆(OH)₂∙3H₂O), ulkesit (NaCaB₅O₆(OH)₆·5H₂O) va tanakor hisoblanadi.

Kimyoviy xossalari

Ko'pgina fizik va kimyoviy xossalarga ko'ra, kremniyga yo'xshaydi.

Kimyoviy jihatdan bor anchayin inert modda bo‘lib, xona haroratida u faqat ftor bilan ta’sirlashadi:

2B+3F₂→2BF₃↑

Qizdirilganda, bor boshqa galogenlar bilan reaksiyaga kirishib, trigalogenidlar hosil qiladi. Azot bilan birikishidan bor nitiridi BN, fosfor bilan esa bor fosfidi BP hosil qiladi. Uglerod bilan bor birikishidan esa tarkiban xilma-xil bor karbidlari hosil bo‘ladi: B₄C, B₁₂C, B₁₃C₂ va ho kazo.

Kislorodli muhitda yoki, havoda qizdirilganda bor katta issiqlik ajralib chiqishi bilan yonadi va bor oksidi B₂O₃ hosil bo‘ladi:

4B+3O₂→2B₂O₃

Vodorod bilan esa bor to‘g‘ridan-to‘g‘ri reaksiyaga kirishmaydi. Borning vodorodli birikmalari ishqoriy metallar boridlarini yoki, ishqoriy-yer metallarining boridlarini kislota bilan qayta ishlash orqali olinadi:

Mg₃B₂+6HCl→B₂H₆↑ + 3MgCl₂

Borning bu xossasini bor oksidi B2O3 tarkibidagi kimyoviy bog'lanishlarning juda yuqori kuchliligi bilan izohlash mumkin.chli qizdirganda bor qaytaruvchi xususiyatlarini nomoyon qiladi. Masalan, kremniy yoki fosforni oksidlaridan ularni qaytaradi.

3SiO₂ + 4B → 3Si + 2B₂O₃

3P₂O₅ + 10B → 5B₂O₃ + 6P

Borning bu xossasini bor oksidi B2O3 tarkibidagi kimyoviy bog'la co GInishlarning juda yuqori kuchliligi bilan izohlash mumkin.

Oksidlovchi moddalar bo'lmasa, bor gidroksidi eritmalar ta'siriga chidamli. Gidroksid va kaliy nitrat aralashmasining eritmasida eriydi:

2B + 2KOH + 3KNO₃ → 2KBO₂ + 3KNO₃ + H2O

Issiq nitrat va sulsat kislotada erib, bor kislotasini hosil qiladi.

3HNO3 + B → H₃BO₃ + 3NO₂

Bor oksidi B₂O₃ kislotali oksiddir. U suv bilan reaksiyaga kirishib kislotasini hosil qiladi.

H₂O + B₂O₃ →H₃BO₃

Izotoplari

Borning tabiiy izotoplari 2 xil bo‘lib, ¹⁰B izotopi tabiiy borning 19,8 % ulushini tashkil qiladi. Qolgan, 80,2 % bor izotopi esa ¹¹B dan iborat.

Bundan tashqari, Borning yana 13 xil radioaktiv izotopi olingan bo‘lib, ularning barchasi juda qisqa yarim yemirilish davriga ega. Eng barqaror radioaktiv bor izotopi bo‘lmish ⁸B ning yarim yemirilish davri atigi 770 msek ni tashkil qiladi.

Fizik xossalari

Bor – qattiqlik ko‘rsatkichi bo‘yicha eng yuqori darajali moddalardan biridir. U qattiqlik borasida faqat olmosdan keyin turadi. Shuningdek, yarimo‘tkazgich xossalari ham mavjud. Eng katta yorilishga chidamlilik ko‘rsatkichi aynan borga tegishli bo‘lib, u 5,7 GPa ni tashkil qiladi.

Olinishi va asosiy konlari

Nisbatan sof borni borovodorodlarni piroliz qilish usuli bilan olinadi. Bunday sof bor yarimo‘tkazgich materiallar tayyorlashda qo‘llaniladi. Tijorat maqsadlarida ishlab chiqariladigan borning 90% qismi kolemanit, kernit, ulkesit va tanakor minerallaridan olinadi. Jahon bo‘ylab eng katta bor konlari Turkiya davlati hududida, xususan, Eskishahar va Balikesir mintaqasidan aniqlangan. Yillik bor ishlab chiqarish hajmi dunyo bo‘yicha 4 million tonnani tashkil qiladi; tasdiqlangan bor konlari esa, 1 milliard tonna atrofida deb baholangan.

B₂H₆ → 2B + 3H₂

Metallotermiya usuli (ko'pincha magniy yoki natriy bilan qaytarib):

B₂O₃ + 3Mg → 3MgO + 2B

KBF₄ + 3Na → 3NaF + KF + B

Bor bromid bug'ini (1000-1200 ° C) volfram simida vodorod ishtirokida termik parchalanishi (Van Arkel usuli):

2BBr₃ + 3H₂ → 2B + 6HBr

Eng ko‘p bor ishlab chiqaruvchi mamlakatlar ham Turkiya va AQSh sanaladi. Jahon bor ishlab chiqarish miqdorining deyarli yarimini Turkiya ta’minlaydi. Yana taxminan 23% yillik ishlab chiqarish miqdori AQSH hissasiga to‘g‘ri kelsa, qolgan 27% borni boshqa mamlakatlar ishlab chiqaradi.

Biologik ahamiyati

Bor – ayniqsa o‘simliklarning me’yoriy hayot kechirishi uchun muhim bo‘lgan mikroelementdir. Bor yetishmovchiligi o‘simliklarning rivojlanishida turli nobopliklarni keltirib chiqaradi, madaniy o‘simliklarda esa bor yetishmasligidan turli kasalliklar kelib chiqadi. Qishloq xo‘jaligida, tuproqda bor yetishmasligi yuzaga kelganda, maxsus, borli mikroo‘g‘itlar qo‘llanishi orqali, hosildorlikni orttiruvchi tadbirlar bajariladi.

Borning hayvonlar organizmida va odam tanasidagi ahamiyati yaxshi o‘rganilmagan. Odam tanasining muskul to‘qimalarida 0,33 dan 1∙10⁻⁴ % gacha bor mavjud bo‘ladi. Qondagi bor elementi miqdori taxminan 0,13 mg/litr atrofida. Odamning ozuqa tarkibida yillik bor qabul qilishi taxminan 1-3 mg bo‘ladi. Borning toksik dozasi 4 gramm.